Talaga paano? Paano sukatin ang pinakamataas na bilis sa Sansinukob sa ating katamtaman, makalupang kalagayan? Hindi na natin kailangang pag-isipan ang tungkol dito - pagkatapos ng lahat, sa loob ng maraming siglo, napakaraming tao ang nagtrabaho sa isyung ito, na bumubuo ng mga pamamaraan para sa pagsukat ng bilis ng liwanag. Simulan natin ang kwento sa pagkakasunud-sunod.

Bilis ng liwanag– bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa vacuum. Ito ay tinutukoy ng letrang Latin c. Ang bilis ng liwanag ay humigit-kumulang 300,000,000 m/s.

Sa una, walang nag-isip tungkol sa isyu ng pagsukat ng bilis ng liwanag. May liwanag - maganda iyan. Pagkatapos, sa panahon ng unang panahon, ang umiiral na opinyon sa mga siyentipikong pilosopo ay ang bilis ng liwanag ay walang hanggan, iyon ay, madalian. Tapos nangyari Middle Ages sa Inquisition, nang ang pangunahing tanong ng pag-iisip at mga progresibong tao ay "Paano maiiwasang mahuli sa apoy?" At sa mga kapanahunan lamang Renaissance At Enlightenment Ang mga opinyon ng mga siyentipiko ay dumami at, siyempre, ay nahati.

Kaya, Descartes, Kepler At sakahan ay pareho ang opinyon ng mga siyentipiko noong unang panahon. Ngunit naniniwala siya na ang bilis ng liwanag ay may hangganan, bagaman napakataas. Sa katunayan, ginawa niya ang unang pagsukat ng bilis ng liwanag. Mas tiyak, ginawa niya ang unang pagtatangka upang sukatin ito.

eksperimento ni Galileo

karanasan Galileo Galilei ay napakatalino sa pagiging simple nito. Ang siyentipiko ay nagsagawa ng isang eksperimento upang sukatin ang bilis ng liwanag, armado ng mga simpleng improvised na paraan. Sa isang malaki at kilalang distansya sa isa't isa, sa iba't ibang burol, nakatayo si Galileo at ang kanyang katulong na may mga nakasinding parol. Binuksan ng isa sa kanila ang shutter sa parol, at ang pangalawa ay kailangang gawin din ito nang makita niya ang liwanag ng unang parol. Alam ang distansya at oras (ang pagkaantala bago buksan ng katulong ang parol), inaasahan ni Galileo na kalkulahin ang bilis ng liwanag. Sa kasamaang palad, para magtagumpay ang eksperimentong ito, si Galileo at ang kanyang katulong ay kailangang pumili ng mga burol na ilang milyong kilometro ang layo. Nais kong ipaalala sa iyo na magagawa mo sa pamamagitan ng pagsagot sa isang aplikasyon sa website.

Mga eksperimento nina Roemer at Bradley

Ang unang matagumpay at nakakagulat na tumpak na eksperimento sa pagtukoy ng bilis ng liwanag ay ang sa isang Danish na astronomer Olaf Roemer. Ginamit ni Roemer ang astronomical na paraan ng pagsukat ng bilis ng liwanag. Noong 1676, napagmasdan niya ang satellite ng Jupiter na si Io sa pamamagitan ng isang teleskopyo, at natuklasan na ang oras ng eclipse ng satellite ay nagbabago habang ang Earth ay lumalayo sa Jupiter. Ang maximum na oras ng pagkaantala ay 22 minuto. Kinakalkula na ang Earth ay lumalayo mula sa Jupiter sa layo ng diameter ng orbit ng Earth, hinati ni Roemer ang tinatayang halaga ng diameter sa oras ng pagkaantala, at nakatanggap ng halaga na 214,000 kilometro bawat segundo. Siyempre, ang gayong pagkalkula ay napakahirap, ang mga distansya sa pagitan ng mga planeta ay kilala lamang ng humigit-kumulang, ngunit ang resulta ay naging medyo malapit sa katotohanan.

Ang karanasan ni Bradley. Noong 1728 James Bradley tantyahin ang bilis ng liwanag sa pamamagitan ng pagmamasid sa aberasyon ng mga bituin. Pagkaligaw ay isang pagbabago sa nakikitang posisyon ng isang bituin na sanhi ng paggalaw ng mundo sa orbit nito. Alam ang bilis ng Earth at pagsukat ng aberration angle, nakakuha si Bradley ng halaga na 301,000 kilometro bawat segundo.

Ang karanasan ni Fizeau

Ang siyentipikong mundo noong panahong iyon ay tumugon nang may kawalan ng tiwala sa resulta ng eksperimento nina Roemer at Bradley. Gayunpaman, ang resulta ni Bradley ay ang pinakatumpak sa loob ng mahigit isang daang taon, hanggang sa 1849. Noong taong iyon, isang Pranses na siyentipiko Armand Fizeau sinusukat ang bilis ng liwanag gamit ang rotating shutter method, nang hindi nagmamasid sa mga celestial body, ngunit dito sa Earth. Sa katunayan, ito ang unang paraan ng laboratoryo para sa pagsukat ng bilis ng liwanag mula noong Galileo. Nasa ibaba ang isang diagram ng setup ng laboratoryo nito.

Ang liwanag, na naaninag mula sa salamin, ay dumaan sa mga ngipin ng gulong at naaninag mula sa isa pang salamin, 8.6 kilometro ang layo. Ang bilis ng gulong ay nadagdagan hanggang sa makita ang liwanag sa susunod na puwang. Ang mga kalkulasyon ni Fizeau ay nagbigay ng resulta na 313,000 kilometro bawat segundo. Pagkalipas ng isang taon, ang isang katulad na eksperimento na may umiikot na salamin ay isinagawa ni Leon Foucault, na nakakuha ng resulta ng 298,000 kilometro bawat segundo.

Sa pagdating ng mga maser at laser, ang mga tao ay may mga bagong pagkakataon at paraan upang masukat ang bilis ng liwanag, at ang pag-unlad ng teorya ay naging posible upang makalkula ang bilis ng liwanag nang hindi direkta, nang hindi gumagawa ng mga direktang sukat.

Ang pinakatumpak na halaga ng bilis ng liwanag

Ang sangkatauhan ay nakaipon ng malawak na karanasan sa pagsukat ng bilis ng liwanag. Ngayon, ang pinakatumpak na halaga para sa bilis ng liwanag ay itinuturing na 299,792,458 metro bawat segundo, natanggap noong 1983. Ito ay kagiliw-giliw na higit pa, ang mas tumpak na pagsukat ng bilis ng liwanag ay naging imposible dahil sa mga pagkakamali sa pagsukat. metro. Sa kasalukuyan, ang halaga ng isang metro ay nakatali sa bilis ng liwanag at katumbas ng distansyang dinadaanan ng liwanag sa 1/299,792,458 ng isang segundo.

Sa wakas, gaya ng nakasanayan, iminumungkahi naming manood ng pang-edukasyon na video. Mga kaibigan, kahit na nahaharap ka sa isang gawain tulad ng independiyenteng pagsukat ng bilis ng liwanag gamit ang mga improvised na paraan, maaari mong ligtas na bumaling sa aming mga may-akda para sa tulong. Maaari mong punan ang isang aplikasyon sa website ng Correspondence Student. Nais namin sa iyo ng isang kaaya-aya at madaling pag-aaral!

Matagal pa bago sinukat ng mga siyentipiko ang bilis ng liwanag, kailangan nilang magtrabaho nang husto upang tukuyin ang mismong konsepto ng "liwanag." Isa si Aristotle sa mga unang nag-isip tungkol dito, na itinuturing na ang liwanag ay isang uri ng mobile substance na kumakalat sa kalawakan. Ang kanyang sinaunang Romanong kasamahan at tagasunod na si Lucretius Carus ay iginiit ang atomic na istraktura ng liwanag.

Noong ika-17 siglo, dalawang pangunahing teorya ng kalikasan ng liwanag ang nabuo - corpuscular at wave. Si Newton ay isa sa mga sumusunod sa una. Sa kanyang opinyon, ang lahat ng ilaw na pinagmumulan ay naglalabas ng maliliit na particle. Sa panahon ng "paglipad" bumubuo sila ng mga maliwanag na linya - mga sinag. Iginiit ng kanyang kalaban, ang Dutch scientist na si Christiaan Huygens, na ang liwanag ay isang uri ng paggalaw ng alon.

Bilang resulta ng mga siglong lumang pagtatalo, ang mga siyentipiko ay nagkasundo: ang parehong mga teorya ay may karapatang mabuhay, at ang liwanag ay isang spectrum ng mga electromagnetic wave na nakikita ng mata.

Isang maliit na kasaysayan. Paano nasusukat ang bilis ng liwanag

Karamihan sa mga sinaunang siyentipiko ay kumbinsido na ang bilis ng liwanag ay walang hanggan. Gayunpaman, pinahintulutan ng mga resulta ng pananaliksik nina Galileo at Hooke ang sukdulang kalikasan nito, na malinaw na nakumpirma noong ika-17 siglo ng namumukod-tanging Danish na astronomo at matematiko na si Olaf Roemer.

Ginawa niya ang kanyang unang mga sukat sa pamamagitan ng pagmamasid sa mga eklipse ng Io, ang satelayt ng Jupiter, noong panahong ang Jupiter at ang Earth ay matatagpuan sa magkabilang panig na may kaugnayan sa Araw. Naitala ni Roemer na habang lumalayo ang Earth mula sa Jupiter sa isang distansya na katumbas ng diameter ng orbit ng Earth, nagbago ang oras ng pagkaantala. Ang maximum na halaga ay 22 minuto. Bilang resulta ng mga kalkulasyon, nakatanggap siya ng bilis na 220,000 km/sec.

Pagkalipas ng 50 taon noong 1728, salamat sa pagkatuklas ng aberration, ang Ingles na astronomer na si J. Bradley ay "pino" ang bilang na ito sa 308,000 km/sec. Nang maglaon, ang bilis ng liwanag ay sinukat ng mga French astrophysicist na sina François Argot at Leon Foucault, na nakakuha ng output na 298,000 km/sec. Ang isang mas tumpak na pamamaraan ng pagsukat ay iminungkahi ng lumikha ng interferometer, ang sikat na Amerikanong pisiko na si Albert Michelson.

Ang eksperimento ni Michelson upang matukoy ang bilis ng liwanag

Ang mga eksperimento ay tumagal mula 1924 hanggang 1927 at binubuo ng 5 serye ng mga obserbasyon. Ang kakanyahan ng eksperimento ay ang mga sumusunod. Isang pinagmumulan ng liwanag, isang salamin at isang umiikot na octagonal prism ay na-install sa Mount Wilson sa paligid ng Los Angeles, at isang sumasalamin na salamin ay na-install 35 km mamaya sa Mount San Antonio. Una, ang liwanag sa pamamagitan ng isang lens at isang hiwa ay tumama sa isang prisma na umiikot gamit ang isang high-speed rotor (sa bilis na 528 rps).

Maaaring ayusin ng mga kalahok sa mga eksperimento ang bilis ng pag-ikot upang ang imahe ng pinagmumulan ng liwanag ay malinaw na nakikita sa eyepiece. Dahil alam ang distansya sa pagitan ng mga vertices at ang dalas ng pag-ikot, tinukoy ni Michelson ang bilis ng liwanag - 299,796 km/sec.

Sa wakas ay nagpasya ang mga siyentipiko sa bilis ng liwanag sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, nang ang mga maser at laser ay nilikha, na nailalarawan sa pinakamataas na katatagan ng dalas ng radiation. Sa simula ng 70s, ang error sa mga sukat ay bumaba sa 1 km/sec. Bilang resulta, sa rekomendasyon ng XV General Conference on Weights and Measures, na ginanap noong 1975, napagpasyahan na ipagpalagay na ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay katumbas na ngayon ng 299792.458 km/sec.

Ang bilis ba ng liwanag ay makakamit para sa atin?

Malinaw, ang paggalugad sa malalayong sulok ng Uniberso ay hindi maiisip kung walang mga sasakyang pangkalawakan na lumilipad sa napakabilis na bilis. Mas mabuti sa bilis ng liwanag. Ngunit posible ba ito?

Ang bilis ng light barrier ay isa sa mga kahihinatnan ng teorya ng relativity. Tulad ng alam mo, ang pagtaas ng bilis ay nangangailangan ng pagtaas ng enerhiya. Ang bilis ng liwanag ay mangangailangan ng halos walang katapusang enerhiya.

Sa kasamaang palad, ang mga batas ng pisika ay tiyak na laban dito. Sa bilis ng spaceship na 300,000 km/sec, ang mga particle na lumilipad patungo dito, halimbawa, hydrogen atoms, ay nagiging isang nakamamatay na pinagmumulan ng malakas na radiation na katumbas ng 10,000 sieverts/sec. Ito ay halos kapareho ng nasa loob ng Large Hadron Collider.

Ayon sa mga siyentipiko sa Johns Hopkins University, walang sapat na proteksyon sa kalikasan mula sa napakalaking cosmic radiation. Ang pagkasira ng barko ay makukumpleto sa pamamagitan ng pagguho mula sa mga epekto ng interstellar dust.

Ang isa pang problema sa bilis ng liwanag ay ang pagluwang ng oras. Ang pagtanda ay magiging mas mahaba. Magiging distort din ang visual field, bilang resulta kung saan dadaan ang trajectory ng barko na parang nasa loob ng tunnel, kung saan ang dulo nito ay makakakita ng kumikinang na flash. Sa likod ng barko ay magkakaroon ng ganap na kadiliman.

Kaya sa malapit na hinaharap, ang sangkatauhan ay kailangang limitahan ang bilis ng "mga gana" nito sa 10% ng bilis ng liwanag. Nangangahulugan ito na aabutin ng humigit-kumulang 40 taon upang lumipad sa pinakamalapit na bituin sa Earth, ang Proxima Centauri (4.22 light years).

1) Ang bilis ng liwanag ay unang sinukat ng Danish na siyentipiko na si Roemer noong 1676 gamit ang astronomical na pamamaraan. Inorasan niya ang oras na ang pinakamalaking buwan ng Jupiter, si Io, ay nasa anino ng napakalaking planetang ito.

Si Roemer ay gumawa ng mga sukat sa sandaling ang ating planeta ay pinakamalapit sa Jupiter, at sa sandaling ito ay medyo malayo tayo mula sa Jupiter sa astronomical na mga termino. Sa unang kaso, ang agwat sa pagitan ng mga paglaganap ay 48 oras 28 minuto. Sa pangalawang kaso, ang satellite ay nahuli ng 22 minuto. Mula dito ay napagpasyahan na ang liwanag ay nangangailangan ng 22 minuto upang maglakbay sa distansya mula sa nakaraang obserbasyon hanggang sa kasalukuyang obserbasyon. Kaya, ang teorya tungkol sa may hangganan na bilis ng liwanag ay napatunayan, at ang bilis nito ay tinatayang nakalkula ito ay humigit-kumulang 299,800 km/s.

2) Ang pamamaraan ng laboratoryo ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang bilis ng liwanag sa isang maikling distansya at may mahusay na katumpakan. Ang unang mga eksperimento sa laboratoryo ay isinagawa ni Foucault, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng Fizeau.

Mga siyentipiko at ang kanilang mga eksperimento

Ang bilis ng liwanag ay unang natukoy noong 1676 ni O. K. Roemer mula sa pagbabago ng mga agwat ng oras sa pagitan ng mga eklipse ng mga satellite ng Jupiter. Noong 1728, ito ay itinatag ni J. Bradley, batay sa kanyang mga obserbasyon sa aberration ng starlight. Noong 1849, si A.I.L. Fizeau ang unang sumukat sa bilis ng liwanag sa oras na kailangan ng liwanag upang maglakbay sa isang tiyak na kilalang distansya (base), dahil ang refractive index ng hangin ay napakaliit na naiiba mula sa 1, ang mga sukat na nakabatay sa lupa ay nagbibigay ng isang halaga ng napakaka. malapit sa bilis.

Ang karanasan ni Fizeau

Ang eksperimento sa Fizeau ay isang eksperimento upang matukoy ang bilis ng liwanag sa gumagalaw na media (mga katawan), na isinagawa noong 1851 ni Louis Fizeau. Ang eksperimento ay nagpapakita ng epekto ng relativistic na pagdaragdag ng mga bilis. Ang pangalan ng Fizeau ay nauugnay din sa unang eksperimento sa pagtukoy sa laboratoryo ng bilis ng liwanag.

Sa eksperimento ni Fizeau, ang isang sinag ng liwanag mula sa isang pinagmumulan ng liwanag na S, na sinasalamin ng isang translucent na salamin 3, ay pana-panahong naantala ng isang umiikot na may ngipin na disk 2, na dumaan sa base 4-1 (mga 8 km) at, na naaninag mula sa salamin 1, bumalik. sa disk. Kapag ang ilaw ay tumama sa ngipin, hindi ito umabot sa tagamasid, at ang liwanag na nahulog sa puwang sa pagitan ng mga ngipin ay maaaring maobserbahan sa pamamagitan ng eyepiece 4. Batay sa mga kilalang bilis ng pag-ikot ng disk, ang oras na kinuha ng ilaw natukoy ang paglalakbay sa base. Nakuha ni Fizeau ang halaga c = 313300 km/s.

Ang karanasan ni Foucault

Noong 1862, ipinatupad ni J. B. L. Foucault ang ideyang ipinahayag noong 1838 ni D. Argo, gamit ang isang mabilis na umiikot na salamin (512 rebolusyon bawat segundo) sa halip na isang may ngipin na disk. Sumasalamin mula sa salamin, ang isang sinag ng liwanag ay nakadirekta sa base at sa pagbabalik muli ay nahulog sa parehong salamin, na nagkaroon ng oras upang paikutin sa isang tiyak na maliit na anggulo. Sa base na 20 m lamang, natuklasan ni Foucault na ang bilis ng liwanag ay 298,000,500 km/s. Ang mga scheme at pangunahing ideya ng mga pamamaraan ng Fizeau at Foucault ay paulit-ulit na ginamit sa kasunod na mga gawa sa pagtukoy ng bilis ng liwanag.

Pagpapasiya ng bilis ng liwanag sa pamamagitan ng paraan ng umiikot na salamin (Paraan ng Foucault): S – pinagmumulan ng liwanag; R - mabilis na umiikot na salamin; Ang C ay isang nakapirming malukong salamin na ang sentro ay tumutugma sa axis ng pag-ikot R (kaya ang liwanag na sinasalamin ng C ay palaging bumabalik sa R); M - translucent na salamin; L - lens; E – eyepiece; RC – tumpak na nasusukat na distansya (base). Ipinapakita ng may tuldok na linya ang posisyon R, na nagbago sa oras na ang ilaw ay naglalakbay sa landas na RC at pabalik, at ang reverse path ng sinag ng mga sinag sa pamamagitan ng lens L, na kinokolekta ang sinasalamin na sinag sa punto S', at hindi sa punto S, tulad ng magiging kaso sa isang nakatigil na salamin R. Ang bilis ng liwanag ay itinatag sa pamamagitan ng pagsukat ng displacement SS'.

Ang halagang c = 299796 4 km/s na nakuha ni A. Michelson noong 1926 ay ang pinakatumpak noon at kasama sa mga internasyonal na talahanayan ng mga pisikal na dami. liwanag na bilis ng optical fiber

Ang mga sukat ng bilis ng liwanag noong ika-19 na siglo ay may malaking papel sa pisika, na higit na nagpapatunay sa teorya ng alon ng liwanag. Ang paghahambing ni Foucault noong 1850 ng bilis ng liwanag ng parehong dalas sa hangin at tubig ay nagpakita na ang bilis sa tubig ay u = c/n(n), gaya ng hinulaan ng wave theory. Ang isang koneksyon sa pagitan ng optika at ang teorya ng electromagnetism ay itinatag din: ang sinusukat na bilis ng liwanag ay kasabay ng bilis ng mga electromagnetic wave, na kinakalkula mula sa ratio ng electromagnetic at electrostatic unit ng electric charge.

Ang mga modernong sukat ng bilis ng liwanag ay gumagamit ng modernized na paraan ng Fizeau, na pinapalitan ang gear wheel ng isang interference o ilang iba pang light modulator na ganap na nakakagambala o nagpapahina sa light beam. Ang radiation receiver ay isang photocell o photoelectric multiplier. Ang paggamit ng laser bilang isang light source, isang ultrasonic modulator na may stabilized na frequency at pagtaas ng katumpakan ng pagsukat ng base length ay magbabawas ng mga error sa pagsukat at makakuha ng value na c = 299792.5 0.15 km/s. Bilang karagdagan sa mga direktang pagsukat ng bilis ng liwanag batay sa oras ng pagpasa ng isang kilalang base, ang mga hindi direktang pamamaraan ay malawakang ginagamit, na nagbibigay ng higit na katumpakan.

Ang pinakatumpak na pagsukat ng halagang "c" ay napakahalaga hindi lamang sa mga pangkalahatang teoretikal na termino at para sa pagtukoy ng mga halaga ng iba pang mga pisikal na dami, kundi pati na rin para sa mga praktikal na layunin. Sa kanila, lalo na. Tumutukoy sa pagtukoy ng mga distansya sa oras ng pagbibiyahe ng radyo o mga light signal sa radar, optical ranging, light ranging at iba pang katulad na mga sukat.

Light ranging

Ang light range finder ay isang geodetic device na nagbibigay-daan sa iyong sukatin ang mga distansyang sampu (minsan daan-daang) kilometro na may mataas na katumpakan (hanggang sa ilang milimetro). Halimbawa, sinusukat ng range finder ang distansya mula sa Earth hanggang sa Buwan na may katumpakan na ilang sentimetro.

Ang laser rangefinder ay isang aparato para sa pagsukat ng mga distansya gamit ang isang laser beam.

Ang bilis ng liwanag ay unang natukoy noong 1676 ni Ole Roemer mula sa mga pagbabago sa mga agwat ng oras sa pagitan ng mga eklipse ng satellite ng Jupiter na Io.

Una naming nakilala ang kababalaghan ng liwanag sa ika-9 na baitang. Sa ika-11 sinimulan nating isaalang-alang ang pinaka-kagiliw-giliw na materyal tungkol sa kung ano ang bilis ng liwanag.
Ito ay lumalabas na ang kasaysayan ng pagtuklas ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi gaanong kawili-wili kaysa sa kababalaghan mismo.

Ang mga pangangailangan ng kalakalan, na mabilis na umuunlad, at ang lumalaking kahalagahan ng pag-navigate ay nag-udyok sa French Academy of Sciences na simulan ang pagpino ng mga mapa ng heograpiya, na, sa partikular, ay nangangailangan ng isang mas maaasahang paraan upang matukoy ang geographic longitude. Si Ole Roemer, isang batang Danish na astronomer, ay inanyayahan na magtrabaho sa bagong obserbatoryo ng Paris.

Iminungkahi ng mga siyentipiko ang paggamit ng isang celestial phenomenon na sinusunod araw-araw sa parehong oras upang matukoy ang oras ng Paris at ang oras sa pagsakay sa barko. Mula sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay makikilala ng isang navigator o geographer ang oras ng Paris. Ang gayong kababalaghan, na makikita mula sa anumang lokasyon sa dagat o lupa, ay ang eklipse ng isa sa apat na malalaking buwan ng Jupiter, na natuklasan ni Galileo noong 1609.

Ang satellite Io ay dumaan sa harap ng planeta, at pagkatapos ay bumagsak sa anino nito at nawala sa paningin. Pagkatapos ay muling lumitaw na parang isang lampara na kumikislap. Ang agwat ng oras sa pagitan ng dalawang paglaganap ay 42 oras 28 minuto. Ang parehong mga sukat na kinuha pagkalipas ng anim na buwan ay nagpakita na ang satellite ay huli na, na lumalabas mula sa mga anino pagkalipas ng 22 minuto kumpara sa sandali sa oras na maaaring kalkulahin batay sa kaalaman sa orbital period ni Io. Ang bilis ay may hindi tumpak na resulta dahil sa maling pagpapasiya ng oras ng pagkaantala.

Noong 1849, ang Pranses na pisiko na si Armand Hippolyte Louis Fizeau ay nagsagawa ng eksperimento sa laboratoryo upang sukatin ang bilis ng liwanag. Ang mga parameter ng pag-install ng Fizeau ay ang mga sumusunod. Ang pinagmumulan ng ilaw at salamin ay matatagpuan sa bahay ng ama ni Fizeau malapit sa Paris, at ang salamin 2 ay matatagpuan sa Montmartre. Ang distansya sa pagitan ng mga salamin ay 8.66 km, ang gulong ay may 720 ngipin. Ito ay umiikot sa ilalim ng pagkilos ng isang mekanismo ng orasan na hinimok ng isang pababang timbang. Gamit ang rev counter at chronometer, nalaman ni Fizeau na ang unang blackout ay naganap sa bilis ng gulong na 12.6 rps.

Ang liwanag mula sa pinagmulan ay dumaan sa mga ngipin ng umiikot na gulong at, na naaninag mula sa salamin, bumalik muli sa gear wheel. Ipagpalagay natin na ang ngipin at ang slot ng gear wheel ay may parehong lapad at ang lugar ng slot sa wheel ay kinuha ng katabing ngipin. Pagkatapos ang ilaw ay haharangin ng ngipin at ang eyepiece ay magiging madilim. Gamit ang paraan ng umiikot na shutter, nakuha ni Fizeau ang bilis ng liwanag: 3.14.105 km/s.

Noong tagsibol ng 1879, ang New York Times ay nag-ulat: "Ang isang maliwanag na bagong bituin ay lumitaw sa siyentipikong abot-tanaw ng America Junior tenyente ng serbisyo ng hukbong-dagat, isang nagtapos ng Naval Academy sa Annapolis, si Albert Michelson, na hindi pa 27 taong gulang. taong gulang, ay nakamit ang natitirang tagumpay sa larangan ng optika: sinukat niya ang bilis ng liwanag! Kapansin-pansin na sa kanyang huling pagsusulit sa akademya, si Albert ay tinanong tungkol sa pagsukat ng bilis ng liwanag. Sino ang mag-aakala na sa maikling panahon si Michelson mismo ay bababa sa kasaysayan ng pisika bilang isang metro ng bilis ng liwanag.

Bago si Michelson, iilan lamang (lahat sila ay Pranses) ang nakapagsukat nito gamit ang makalupang paraan. At sa kontinente ng Amerika, walang sinuman ang sumubok na isagawa ang mahirap na eksperimentong ito bago siya.

Ang pag-install ng Michelson ay matatagpuan sa dalawang taluktok ng bundok na pinaghiwalay ng layo na 35.4 km. Ang salamin ay isang octagonal steel prism sa Mount San Antonio sa California, at ang mismong pag-install ay matatagpuan sa Mount Wilson. Matapos ang pagmuni-muni mula sa prisma, ang sinag ng liwanag ay tumama sa isang sistema ng mga salamin na ibinalik ito pabalik. Upang ang sinag ay tumama sa mata ng nagmamasid, ang umiikot na prisma ay dapat magkaroon ng oras upang paikutin ang hindi bababa sa 1/8 ng isang rebolusyon sa oras na ang liwanag ay naglalakbay pabalik-balik.

Sumulat si Michelson: “Ang katotohanan na ang bilis ng liwanag ay isang kategoryang hindi naaabot ng imahinasyon ng tao, at na sa kabilang banda ay masusukat ito nang may pambihirang katumpakan, ginagawa ang kahulugan nito na isa sa mga pinakakaakit-akit na problema na maaaring harapin ng isang mananaliksik.
Ang pinakatumpak na pagsukat ng bilis ng liwanag ay nakuha noong 1972 ng Amerikanong siyentipiko na si K. Evenson at ng kanyang mga kasamahan. Bilang resulta ng mga independiyenteng sukat ng dalas at haba ng daluyong ng pagsukat ng laser, nakakuha sila ng halaga na 299792456.2 ± 0.2 m/s.

Gayunpaman, noong 1983, sa isang pulong ng General Assembly of Weights and Measures, isang bagong kahulugan ng metro ang pinagtibay (ito ang haba ng landas na nilakbay ng liwanag sa isang vacuum sa 1/299,792,458 ng isang segundo), kung saan sumusunod na ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay ganap na eksaktong katumbas ng c = 299,792,458 m/s.

1676 - Ole Roemer - astronomical na pamamaraan
s= 2.22.108 m/s

1849 - Louis Fizeau - pamamaraan ng laboratoryo
s= 3.12.108 m/s

1879 Albert Michelson - pamamaraan ng laboratoryo
C= 3,001.108m/s

1983 Pagpupulong ng General Assembly of Weights and Measures
s=299792458 m/s

Ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay "eksaktong 299,792,458 metro bawat segundo." Ngayon, maaari nating tumpak na pangalanan ang figure na ito dahil ang bilis ng liwanag sa isang vacuum ay isang unibersal na pare-pareho, na sinusukat gamit ang isang laser.

Pagdating sa paggamit ng tool na ito sa isang eksperimento, mahirap makipagtalo sa mga resulta. Kung bakit ang bilis ng liwanag ay sinusukat sa tulad ng isang integer na numero, hindi nakakagulat: ang haba ng isang metro ay tinutukoy gamit ang sumusunod na pare-pareho: "Ang haba ng landas na nilakbay ng liwanag sa isang vacuum sa isang agwat ng oras na 1 /299,792,458 ng isang segundo.”

Ilang daang taon na ang nakalilipas napagpasyahan, o hindi bababa sa ipinapalagay, na ang bilis ng liwanag ay walang limitasyon, kung sa katunayan ito ay napakataas. Kung matukoy ng sagot kung siya ay magiging kasintahan ni Justin Bieber, sasagutin ng isang modernong tinedyer ang tanong na ito ng: "Ang bilis ng liwanag ay bahagyang mas mabagal kaysa sa pinakamabilis na bagay sa uniberso."

Ang unang tumugon sa tanong ng kawalang-hanggan ng bilis ng liwanag ay ang pilosopo na si Empedocles noong ikalimang siglo BC. Pagkaraan ng isa pang siglo, hindi sumasang-ayon si Aristotle sa pahayag ni Empedocles, at ang pagtatalo ay magpapatuloy nang higit sa 2,000 taon.

Ang Dutch scientist na si Issac Backman ay ang unang kilalang siyentipiko na gumawa ng isang tunay na eksperimento upang subukan kung ang liwanag ay may anumang bilis, noong 1629. Nabubuhay sa isang siglo na malayo sa pag-imbento ng laser, natanto ni Backman na ang batayan ng eksperimento ay dapat na isang pagsabog ng anumang pinagmulan, kaya sa kanyang mga eksperimento gumamit siya ng nagpapasabog na pulbura.

Naglagay si Backman ng mga salamin sa iba't ibang distansya mula sa pagsabog at kalaunan ay tinanong ang mga taong nanonood kung nakita nila ang isang pagkakaiba sa pang-unawa ng flash ng liwanag na sumasalamin sa bawat isa sa mga salamin. Gaya ng maaari mong hulaan, ang eksperimento ay "walang tiyak na paniniwala." Ang isang katulad, mas sikat na eksperimento, ngunit walang paggamit ng pagsabog, ay maaaring naisagawa, o hindi bababa sa naimbento, ni Galileo Galilei makalipas lamang ang isang dekada, noong 1638. Si Galileo, tulad ni Backman, ay naghinala na ang bilis ng liwanag ay hindi walang hanggan, at sa ilan sa kanyang mga gawa ay tinukoy niya ang pagpapatuloy ng eksperimento, ngunit sa pakikilahok ng mga flashlight. Sa kanyang eksperimento (kung gumawa man siya ng isa!) naglagay siya ng dalawang ilaw sa isang milya ang layo at sinubukang tingnan kung may pagkaantala. Ang resulta ng eksperimento ay hindi rin tiyak. Ang tanging iminumungkahi ni Galileo ay na kung ang liwanag ay hindi walang hanggan, ito ay masyadong mabilis, at ang mga eksperimento na isinasagawa sa ganoong kaliit na antas ay tiyak na mabibigo.

Nagpatuloy ito hanggang sa ang Danish na astronomer na si Olaf Roemer ay nagsimula ng mga seryosong eksperimento sa bilis ng liwanag. Ang mga eksperimento sa lantern hill ni Galileo ay mukhang isang proyekto sa agham sa mataas na paaralan kumpara sa mga eksperimento ni Roemer. Natukoy niya na ang eksperimento ay dapat isagawa sa kalawakan. Kaya, itinuon niya ang kanyang pansin sa pagmamasid sa mga planeta at ipinakita ang kanyang mga makabagong pananaw noong Agosto 22, 1676.

Sa partikular, habang pinag-aaralan ang isa sa mga buwan ng Jupiter, napansin ni Roemer na ang oras sa pagitan ng mga eklipse ay nag-iiba-iba sa buong taon (depende sa kung ang Jupiter ay lumilipat patungo o palayo sa Earth). Interesado dito, maingat na itinala ni Roemer ang mga oras na nakita niya ang buwan na kanyang pinagmamasdan, si Io, at inihambing kung paano kumpara ang mga panahong iyon sa mga oras na karaniwan nang inaasahan. Pagkaraan ng ilang oras, napansin ni Roemer na kung paanong ang Earth ay naging mas malayo mula sa Jupiter habang ito ay umiikot sa Araw, ang oras kung kailan nakita si Io ay mas mahuhuli sa oras na naunang nabanggit sa mga talaan. Si Roemer (tama) ay nagbigay ng teorya na ito ay dahil ang liwanag ay tumatagal ng mas mahabang paglalakbay sa distansya mula sa Earth hanggang Jupiter habang ang distansya mismo ay tumataas.

Sa kasamaang palad, nawala ang kanyang mga kalkulasyon sa sunog sa Copenhagen noong 1728, ngunit mayroon kaming isang malaking halaga ng impormasyon tungkol sa kanyang pagtuklas mula sa mga kuwento ng kanyang mga kontemporaryo, gayundin mula sa mga ulat ng iba pang mga siyentipiko na gumamit ng mga kalkulasyon ni Roemer sa kanilang mga gawa. Ang buod ng mga ito ay na sa pamamagitan ng maraming mga kalkulasyon na may kaugnayan sa diameter ng Earth at ang orbit ng Jupiter, napagpasyahan ni Roemer na ang liwanag ay tatagal ng humigit-kumulang 22 minuto upang maglakbay sa layo na katumbas ng diameter ng orbit ng Earth sa paligid ng Araw. Nang maglaon, pinapalitan ni Christiaan Huygens ang mga kalkulasyong ito sa mas mauunawaang mga numero, na nagpapakita na tinatantya ni Roemer na ang liwanag ay naglalakbay nang humigit-kumulang 220,000 kilometro bawat segundo. Ang figure na ito ay naiiba pa rin sa modernong data, ngunit babalik kami sa kanila sa ilang sandali.

Nang ang mga kasamahan sa unibersidad ni Roemer ay nagpahayag ng pag-aalala tungkol sa kanyang teorya, mahinahon niyang sinabi sa kanila na ang eklipse ng Nobyembre 9, 1676 ay magaganap pagkalipas ng 10 minuto. Nang mangyari ito, namangha ang mga nagdududa, dahil kinumpirma ng celestial body ang kanyang teorya.

Ang mga kasamahan ni Roemer ay labis na namangha sa kanyang mga kalkulasyon, dahil kahit ngayon ang kanyang pagtatantya sa bilis ng liwanag ay itinuturing na nakakagulat na tumpak, kung isasaalang-alang na ito ay ginawa 300 taon bago naimbento ang mga laser at ang Internet. Kahit na ang 80,000 kilometro ay masyadong mabagal, isinasaalang-alang ang estado ng agham at teknolohiya sa oras na iyon, ang resulta ay talagang kahanga-hanga. Bukod dito, umasa lamang si Roemer sa kanyang sariling mga hula.

Ang mas nakakagulat, ang dahilan ng masyadong mababang bilis ay wala sa mga kalkulasyon ni Roemer, ngunit sa katotohanan na walang tumpak na data sa mga orbit ng Earth at Jupiter sa oras na isinagawa niya ang kanyang mga kalkulasyon. Ibig sabihin, nagkamali lang ang scientist dahil hindi kasing talino niya ang ibang scientist. Kaya kung ilalagay mo ang kasalukuyang modernong data sa mga orihinal na kalkulasyon na ginawa niya, tama ang bilis ng mga kalkulasyon ng magaan.

Bagama't ang mga kalkulasyon ay teknikal na hindi tama, at si James Bradley ay nakahanap ng mas tumpak na kahulugan ng bilis ng liwanag noong 1729, si Roemer ay bumaba sa kasaysayan bilang ang unang tao upang patunayan na ang bilis ng liwanag ay maaaring matukoy. Ginawa niya ito sa pamamagitan ng pagmamasid sa paggalaw ng isang higanteng gas na bola na matatagpuan sa layo na humigit-kumulang 780 milyong kilometro mula sa Earth.